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看懂这份汽车界“奥斯卡”榜单,你就懂为什么你的车不行了!

2019年06月07日 22:10:10
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来源:懂车

来源:懂车(id:idongche),懂车更懂你!

作者:肖鱼;转载请带以上信息视为自动授权

《懂车90分》是一档汽车知识科普的栏目,从最为简单的汽车原理到核心的技术知识你都能轻松看懂并能融会贯通。据说看完这个栏目的小伙伴都能一眼明白车的好坏!

对于电影界来说,奥斯卡是含金量最高的荣誉,而对于汽车企业来说,它们生产的发动机能拿到“沃德十佳发动机”称号,就等于是捧起了小金人。

“沃德十佳发动机”榜单,由影响力极大的美国《Ward"s Auto World》杂志社创办,从1995年开始,每年评测北美在售车型的发动机,花两个月左右的时间体验,看它们的马力、扭矩、技术含量,还有动力、油耗、噪音振动、平顺性,然后选出10台综合表现最好的发动机。

只要看看历年的“沃德十佳发动机”榜单,我们就能很清晰地看出,发动机在这二十多年里,走上了什么样的演变道路,又有哪些黑科技修炼失败。

先说1995年的第一届沃德十佳吧,这绝对是能让性能粉尖叫的一届,10台获奖发动机里面,有8台的缸数超过了六个,仅有2台四缸机,而且10台发动机中,有8台是自然吸气。

这是场大排量、多缸数、自吸的狂欢,这前两个特征,又跟后一个特征密切相关。

首先我们来讲讲发动机是如何工作的,简单点说,就是把燃油和空气吸入汽缸里,混合之后点燃产生爆炸,爆炸推动汽缸活塞产生动力。

那么空气是怎么进入汽缸的呢?活塞在运动的时候,会有一个抽吸效应,配合上地球的大气压力,空气就自然流进去了,所以叫做自然吸气。

自然吸气需要的机械结构是相对简单的,少装零件往往等于少出毛病,正所谓皮实可靠,他们一直用它。从汽车诞生到20世纪末,发动机各种部位改改改,改得连亲妈都不认识,但自然吸气这套结构却一直是主流,雷打不动呆在那。

(获奖的日产VQ30DE自吸发动机)

但自吸的问题在于,吸进来的空气少,不太够烧的,那想要更强的动力咋办呢,最简单直接的办法就是加排量加汽缸。在人类没体会到油和蓝天的珍贵时,这种方法是完全可行的,六缸不行就上八缸,3.6L不够就上5.0L,只要车体能装得下。

从1995年到21世纪头几年,六缸、八缸的大排量自吸,都在“沃德十佳”的榜单里占了绝对优势。

中间只出了个小插曲,榜上的自吸发动机里,混进个只有1.3L排量的异端,马自达Renesis三角转子发动机。

这具发动机被搭载于马自达RX8跑车上,最大可以输出170kW功率,211N·m的扭矩,让RX8的百公里加速时间仅为6.4秒,很难相信这是一台1.3L自然吸气的发动机能做到的。

Renesis小肚量大能量的秘诀,就在它极其特殊的气缸结构。

之前的汽车发动机,也可以说是绝大多数内燃机,往往采用往复式活塞气缸,输出轴每旋转两圈,往复式活塞才作功一次

而Renesis的气缸内部是一个接近三角形的转子,将气缸分割成三块,每一块依次完成点火爆炸,推着转子朝同一个方向旋转,然后转子中间就是输出轴,把动力传递到车轮上。

这种设计的好处在于,转子每旋转一圈就作功三次,效率比往复式活塞高了不知道多少,能以很小的排量实现超强动力,并且发动机转速的上升能快到不可思议,能随时爆发出最强的动力。

这台不走寻常路的三角转子发动机,连续两年登上“沃德十佳”(2004-2005),看起来要革所有发动机的命,然后……就没有然后了。

因为转子发动机并非十全十美,三角转子会高速摩擦汽缸壁,很快就会因为磨损失去密封性,造成汽缸漏气问题,寿命远远不如往复活塞式发动机。最气的是,坏了还未必能找到地方修,绝大多数发动机都是往复活塞式,技师一般也只学过修这种,碰上三角转子就愣了。

三角转子发动机还因为特殊的工作原理,导致油气混合物燃烧的时间太短暂,能量还没完全炸出来,就被排出了发动机。 结果就是油耗偏高,高了同排量往复式发动机10%以上,而且尾气中的污染物更多,几乎达到往复式发动机的2倍!

所以世界各国计算转子发动机的排量税,都是实际排量X2来算的,比如RX8准确排量是1.308L,日本国内却视为2.616L。

转子发动机昙花一现后,大家放弃了在气缸形式上玩花样,又走回了往复活塞式的老路。

但前进的步伐没有停止,这回拿来做文章的是进气形式,增压发动机开始慢慢取代自然吸气发动机。1995年的“沃德十佳”里,仅有两款增压发动机,2010年的“沃德十佳”中它们却占了六席,可以说是崛起了。

所谓增压发动机,就是为了弥补自然吸气进气量不足的缺陷,设置了一些机械结构,来压缩更多的空气送进汽缸,比较常见的有两种形式,涡轮增压与机械增压。

前一种的核心部件是废气涡轮,由发动机排出的废气作为驱动力来压缩空气。

后一种的核心部件是压气机,由发动机的皮带提供动力。

这两种增压方式,都能把更多的空气送入气缸,所以增压发动机可以比同排量自吸发动机提供更强大的动力。那么反过来说,在相同动力水平的前提下,增压发动机能把排量做得更小。

当然增压也是有缺陷的,这种工作方式,对发动机冷却系统和润滑系统的要求,是高于自然吸气的,更为“娇气”

涡轮增压还有几个难改掉的毛病,比如说涡轮并不时时刻刻工作的,它有个介入点,在达到这个介入转速前,之前你开的就是个自然吸气发动机,肉;当到达介入点时,动力又会突然瞬间爆发。而且还会产生涡轮延迟,当你加大油门,涡轮没法马上使出更多劲,而要等更多的废气来驱动它才行,所以往往一脚油门下去,车要懵个半秒一秒,才会往前冲。

简而言之,涡轮增压很不线性。

机械增压在平顺方面要比涡轮增压好得多,因为是压气机靠发动机皮带驱动的,基本上没有延迟,动力踩多少来多少。

可它的毛病也来自于这个,因为发动机要为压气机提供动力,所以会损失一部分能量,而且机械增压的打鸡血效果,远远不如涡轮增压明显。

在技术不怎么先进的20世纪,各大车企给增压发动机的待遇是,造得好、能解决部分问题,那就用增压,要是没处理好就算了,还是用自然吸气吧,讲究一个随缘。

但在21世纪行不通了,全球环保法规不断收紧,这就逼着车企不断降低汽车的排量,而消费者对汽车动力的热情却不减反增,那还能怎么办,埋头研究增压呗。

为了改善增压发动机,各大车企祭出了十八般武艺,什么小惯量涡轮、两涡轮系统、涡轮/机械双增压……大家不用明白这些技术是什么意思,你只需要知道,都是为了抵消增压发动机的老毛病而生的。车企们投入了如此多的新技术给增压发动机,“沃德十佳”也自然不会吝啬,该上榜就上榜。

增压发动机攻占“沃德十佳”榜单的同时,榜单中发动机的缸数和排量,却以肉眼可见的速度减少,2017年,上榜的最高排量仅为3.6L,八缸发动机全军覆没,六缸发动机也只剩下三台。

排量和缸数变少这件事,很多人觉得未必能算作“进化”,因为声音变难听了、运转品质也下降了、长相不够霸气了、没有情怀等等,但总之这就是事实,你接受也好,不接受也好,它就摆在那。

在自然吸气统治的年代,V6、V8是家常便饭,大家都鄙视四缸机,到涡轮增压强盛的时候,连四缸都变成了一种奢求,揭开前机盖,三缸引擎正卖力地抖动,发出拖拉机的声音。

其实“沃德十佳”还为大家准备了另一份惊喜,2011年,十强中有一位是日产的80 kW电动机,搭载于日产Leaf电动车。之后,菲亚特、通用、宝马现代的电动机纷纷上榜,一股新势力正在准备刷屏。

可能在不久的将来,连三缸机的嘶吼都听不到了,你的爱车成了一只电动“嘤嘤怪”。

点火—— 起步 —— 加速 —— “嘤……”

看完文章,觉得不错点个“在看”呗!

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